DE10163880A1

DE10163880A1 - Motor vehicle with device for detecting seat occupancy, derives control parameter from operating current drawn by electric motor during seat adjustment

Info

Publication number: DE10163880A1
Application number: DE2001163880
Authority: DE
Inventors: Michael Fricke; Gerd Hoppe; Werner Menzel; Willi Weishaupt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2003-07-10

Abstract

The motor vehicle has a device for detecting seat occupancy and producing a control parameter for activating or deactivating a vehicle function and a device for seat height and/or longitudinal adjustment operated by an electric motor. The control parameter is derived from the operating current drawn by the electric motor (5) during seat adjustment.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur Erkennung einer Sitzbelegung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a motor vehicle with a device for detection a seat occupancy according to the preamble of claim 1.

In bestimmten Kraftfahrzeugen sind Sensoren vorgesehen, die detektieren, ob ein Sitz durch einen Fahrgast belegt oder nicht belegt ist, und daraus eine die Sitzbelegung anzeigende Stellgröße ableiten. Diese Stellgröße kann zur Aktivierung oder Deaktivierung von bestimmten Funktionen oder Bauteilen des Kraftfahrzeugs dienen. Beispielsweise kann bei einem belegten Sitz die zugehörige Fahrzeugtür automatisch entriegelt werden, um ein Aussteigen des Fahrgastes im Notfall zu ermöglichen, und bei nicht-belegten Sitz die Türverriegelung aktivieren, um ein Einsteigen von unerwünschten Personen auf den nicht-belegten Sitz zu verhindern. Bei einem nicht-belegten Sitz kann auch der sogenannte Airbag deaktiviert werden, da ein Auslösen des Airbags bei nicht belegtem Sitz überflüssig ist und unnütze Kosten verursachen würde. Auch bei einer Warnanzeige, daß ein Fahrgast sich nicht angeschnallt hat, ist es notwendig, die Sitzbelegung zusammen mit dem Zustand des Anschnallgurtes zu detektieren. In certain motor vehicles, sensors are provided that detect whether a seat occupied or not occupied by a passenger, and from this the seat occupancy derive the control value. This manipulated variable can be used for activation or Deactivate certain functions or components of the motor vehicle. For example, if the seat is occupied, the associated vehicle door can automatically unlocked to allow the passenger to get out in an emergency, and at Unoccupied seat activate the door lock to prevent unwanted boarding To prevent people from entering the unoccupied seat. With an unoccupied seat can also the so-called airbag can be deactivated since the airbag is not triggered when occupied seat is unnecessary and would cause useless costs. Even with one Warning that a passenger has not buckled up, it is necessary to Detect seat occupancy together with the condition of the seat belt.

Eine derartige automatische Ermittlung der Sitzbelegung kann durch in dem Sitz integrierte sogenannte Drucksensoren erfolgen, die einen auf sie ausgeübten Druck in ein elektrisches Signal umsetzen. Es ist auch bekannt, unter dem Sitz eine mit einem gasförmigen oder fluidem Medium gefüllte Hülle vorzusehen und mit einem Drucksensor, der durch den Druck des Mediums beaufschlagt wird, eine Stellgröße für die Sitzbelegung zu gewinnen. Ferner ist es bekannt, den Sitz mit einer Anzahl von auf den Sitz gerichteten Lichtemittern und einem zugehörigen Fotodektorfeld abzutasten. Die Ermittlung der Sitzbelegung erfordert also zusätzliche mechanische und/oder elektronische Mittel und Maßnahmen. Such an automatic determination of the seat occupancy can be carried out in the seat Integrated so-called pressure sensors take place, which exert a pressure on them implement an electrical signal. It is also known to have one with one under the seat to provide a gaseous or fluid medium filled casing and with a pressure sensor, which is acted upon by the pressure of the medium, a manipulated variable for the Win seat occupancy. It is also known to have a number of seats on the seat To scan seat-directed light emitters and an associated photo detector array. The Determining the seat occupancy therefore requires additional mechanical and / or electronic means and measures.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den mechanischen und/oder elektronischen Aufwand für die Ermittlung der Sitzbelegung zu verringern. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The invention has for its object the mechanical and / or electronic Reduce effort for determining seat occupancy. This task is accomplished by the solved in claim 1 invention. Advantageous embodiments and Developments of the invention are specified in the subclaims.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nur wenige zusätzliche mechanische und/oder elektronische Mittel zur Gewinnung der Stellgröße für die Sitzbelegung benötigt werden. Bei der Erfindung wird somit in vorteilhafter Weise die ohnehin vorhandene Einrichtung zur elektromechanischen Verstellung des Sitzes zusätzlich zur Gewinnung einer Stellgröße für die Sitzbelegung ausgenutzt. Im wesentlichen ist es nur notwendig, den jeweiligen Strom abzufragen, der von dem die Sitzverstellung auslösenden Motor aufgenommen wird, da dieser Strom von der jeweiligen Gewichtsbelastung des Sitzes deutlich detektierbar abhängig ist. A major advantage of the invention is that only a few additional mechanical and / or electronic means for obtaining the manipulated variable for the Seat occupancy is required. In the invention, the already existing device for electromechanical adjustment of the seat also used to obtain a control variable for the seat occupancy. in the essentially it is only necessary to query the respective current from which the Seat adjustment triggering motor is included, as this current from the dependent weight load of the seat is clearly detectable.

Für die Auswertung des Betriebsstroms des Motors kann grundsätzlich sowohl die Höhenverstellung des Sitzes als auch die Verstellung des Sitzes nach vorne und nach hinten ausgewertet werden. Vorzugsweise wird die Höhenverstellung ausgewertet, weil dabei die Zunahme des Betriebsstroms bei belegtem Sitz größer sein wird als bei einer Längsverstellung, wo diese Zunahme von den Reibungsverhältnissen zwischen Sitz und Fahrzeugchassis abhängig ist. Basically, both the Height adjustment of the seat as well as the adjustment of the seat forward and backward be evaluated at the back. The height adjustment is preferably evaluated because the increase in operating current when the seat is occupied will be greater than with one Longitudinal adjustment, where this increase in the friction between the seat and Vehicle chassis is dependent.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Stellgröße aus der Größe des vom Motor für die Sitzverstellung aufgenommenen Betriebsgleichstroms abgeleitet. Bei einem getakteten Betrieb des Motors, bei dem der Motor mit einem konstanten Strom intermittierend mehr oder weniger lange eingeschaltet wird, kann die Stellgröße auch aus dem Tastverhältnis des von dem Motor aufgenommenen Betriebsstroms abgeleitet werden. In one embodiment of the invention, the manipulated variable from the size of the Motor for the seat adjustment derived operating direct current derived. At a clocked operation of the motor, in which the motor with a constant current is switched on intermittently for more or less long, the manipulated variable can also be switched off derived the duty cycle of the operating current consumed by the motor become.

Die Stellgröße kann einen binären Wert haben, der nur eine Sitzbelegung oder eine nicht-vorhandene Sitzbelegung anzeigt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden aus dem Betriebsstrom des Motors verschiedene, von der jeweiligen Größe des Betriebsstroms abhängige Stellgrößen abgeleitet und zur Steuerung verschiedener Intensitätsstufen einer Funktion des Kraftfahrzeugs verwendet. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft für die Aktivierung oder Deaktivierung des Airbag. Dadurch kann die Wirkung des Airbag im Auslösefall an die jeweilige, auf dem Sitz anwesende Person angepaßt werden. Wenn zum Beispiel die Stellgröße eine Gewichtsbelastung des Sitzes von unter 40 kg anzeigt, kann daraus geschlossen werden, daß sich ein Kind oder eine sehr zierliche Person auf dem Sitz befindet. Dann kann der Airbag auf geringere Intensitätsstufen oder eine geringere Zahl von aufeinanderfolgenden Zündstufen umgeschaltet oder auch vollständig abgeschaltet werden. Die verschiedenen Stellgrößen können auch eine unterschiedliche Straffung oder Andruckkraft des Anschnallgurtes auf den Körper des Fahrgastes bewirken. The manipulated variable can have a binary value that is only a seat occupancy or a indicates non-existing seat occupancy. In one embodiment of the invention from the operating current of the motor different from the respective size of the Operating current dependent control variables derived and for controlling various Intensity levels of a function of the motor vehicle are used. This solution is particularly advantageous for activating or deactivating the airbag. This can the effect of the airbag when triggered on the person present on the seat be adjusted. If, for example, the manipulated variable is a weight load on the seat of less than 40 kg indicates that there is a child or a child very petite person is in the seat. Then the airbag can be reduced Intensity levels or a smaller number of successive firing levels switched or completely switched off. The various manipulated variables can also have a different tightening or pressing force of the seat belt effect the body of the passenger.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt bei Erkennung des Beginns eines Fahrbetriebs oder einer Sitzbelegung automatisch eine kurzzeitige Testverstellung des Sitzes zur Erzeugung der Stellgröße. Es hat sich gezeigt, daß eine Verstellung von einigen Millimetern bereits ausreicht, um eine zuverlässige Stellgröße für die Sitzbelegung zu gewinnen. Eine derart geringe Verstellung wirkt auf den gegebenenfalls vorhandenen Fahrgast nicht störend und wird in der Regel von diesem gar nicht wahrgenommen. Die Testverstellung kann z. B. durch Einschaltung der Zündung, durch einen Türkontakt oder durch einen einfachen Drucksensor am Sitz ausgelöst werden. In one embodiment of the invention, when the start is recognized, a Driving operation or a seat occupancy automatically a brief test adjustment of the Seat for generating the manipulated variable. It has been shown that an adjustment of a few millimeters is enough to provide a reliable control variable for the Win seat occupancy. Such a small adjustment acts on the if necessary existing passenger is not bothersome and is usually not at all from this perceived. The test adjustment can e.g. B. by switching on the ignition a door contact or be triggered by a simple pressure sensor on the seat.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung erfolgen mehrere, zeitlich aufeinanderfolgende Testverstellungen mit zunehmenden Skalierungen, Meßbereichen oder Empfindlichkeiten. Beispielsweise wird zunächst nur ermittelt, daß der Sitz belegt ist, und danach in einer feineren Messung ermittelt, um welchen Betrag der Strom über dem Strom bei nicht-belegtem Sitz liegt, um daraus auf das Gesicht der auf dem Sitz sitzenden Person zu schließen. In a further development of the invention, there are several successive ones Test adjustments with increasing scaling, measuring ranges or Sensitivities. For example, it is initially only determined that the seat is occupied, and then determined in a finer measurement by what amount the current over the Electricity with the seat unoccupied lies on the face of the seat close seated person.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird die Stellgröße zusätzlich aus dem Neigungswinkel abgeleitet, auf den die Rückenlehne durch einen Antriebsmotor eingestellt ist. Dieser Neigungswinkel, der aus der Motorsteuerung abgeleitet werden kann, kann ebenfalls eine Aussage über die Statut und das Gewicht der auf dem Sitz befindlichen Person liefern. In a further development of the invention, the manipulated variable is additionally derived from the Tilt angle derived on the backrest by a drive motor is set. This angle of inclination, which are derived from the engine control can also make a statement about the statute and the weight of the seat deliver the person located.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: The invention is based on the drawing of an embodiment explained in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung bei einem nicht-belegten Sitz und Fig. 1 shows a device according to the invention in an unoccupied seat and

Fig. 2 die Einrichtung von Fig. 1 mit einem durch einen Fahrgast belegten Sitz. Fig. 2 shows the device of Fig. 1 with a seat occupied by a passenger.

Fig. 1 zeigt von einem Kraftfahrzeug den Sitz 1, die Rückenlehne 2, den Airbag 3 und das eigentliche Fahrzeugchassis 4 in vereinfachter Form. Dem Sitz 1 ist eine elektromotorische Antriebseinheit 5 zugeordnet, mit der Sitz 1 elektrisch in der Höhe zum Fahrzeugchassis 4 und in Richtung nach vorne und nach hinten entsprechend einer Eingabe durch den Fahrgast eingestellt werden kann. Die Antriebseinheit 5 wird dafür entsprechend von dem Motorsteuergerät 6 mit einem Betriebsstrom Ib angesteuert. Fig. 1 shows a motor vehicle of the seat 1, the seat back 2, the air bag 3 and the actual vehicle body 4 in a simplified form. The seat 1 is assigned an electromotive drive unit 5 , with which the seat 1 can be adjusted electrically in height relative to the vehicle chassis 4 and in the direction forwards and backwards according to an input by the passenger. The drive unit 5 is accordingly controlled by the engine control unit 6 with an operating current Ib.

In den Weg des Betriebsstroms Ib zu der Antriebseinheit 5 ist eine Auswerteinheit 7 für den jeweiligen Betriebsstrom Ib eingefügt, die eine Stellgröße Us1 erzeugt. Die Stellgröße Us1 wirkt über die Leitung 8 auf den Airbag 3 sowie auf andere im rechten Teil der Fig. 1 angedeutete Funktionen des Kraftfahrzeugs ein. An evaluation unit 7 for the respective operating current Ib, which generates a manipulated variable Us1, is inserted in the path of the operating current Ib to the drive unit 5 . The manipulated variable Us1 acts via the line 8 on the airbag 3 and on other functions of the motor vehicle indicated in the right part of FIG. 1.

Im folgenden wird die Wirkungsweise beschrieben. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Sitz 1 nicht durch einen Fahrgast belegt, also gewichtsmäßig nicht belastet. Zu Beginn des Fahrbetriebs wird eine Testverstellung des Sitzes 1, vorzugsweise in der Höhe, für wenige Millimeter ausgelöst. Dabei wird in der Auswerteinheit 7 der Betriebsstrom Ib gemessen. Wegen der fehlenden Belastung des Sitzes 1 hat der Betriebsstrom Ib einen relativ geringen Wert, wodurch die Stellgröße Us1 erzeugt wird. Die Stellgröße Us1 inaktiviert in erwünschter Weise über die Leitung 8 den Airbag 3, weil ein Auslösen des Airbag bei einem starken Aufprall wegen des nicht-belegten Sitzes 1 nicht notwendig ist und unnütze Kosten verursachen würde. Vorzugsweise erfolgt dabei die Abschaltung des Airbag nicht direkt. Vielmehr stellt das Sitzsteuergerät die ermittelten Informationen an deren Steuergeräten z. B. über einen CAN-Bus bereit. Die Stellgröße Us1 kann auch die Türverriegelung für die dem Sitz 1 zugeordnete Tür aktivieren, um ein Einsteigen einer unerwünschten Person auf den nicht-belegten Sitz 1 zu verhindern. Die Stellgröße Us1 kann auch die Auslösung eines Warnsignals, daß der Anschnallgurt für den Sitz 1 nicht geschlossen ist, inaktivieren, da diese Warnung überflüssig ist und nur stören würde. Ebenso kann die Stellgröße Us1 die Wirkung eines Gurtstraffers beeinflussen. The mode of operation is described below. As shown in FIG. 1, the seat 1 is not occupied by a passenger, that is, it is not loaded in terms of weight. At the start of driving, a test adjustment of the seat 1 , preferably in height, is triggered for a few millimeters. The operating current Ib is measured in the evaluation unit 7 . Because the seat 1 is not loaded, the operating current Ib has a relatively low value, as a result of which the manipulated variable Us1 is generated. The manipulated variable Us1 desirably inactivates the airbag 3 via the line 8 , because a deployment of the airbag in the event of a strong impact is not necessary because the seat 1 is not occupied and would cause useless costs. The airbag is preferably not switched off directly. Rather, the seat control device provides the information determined on its control devices, for. B. ready via a CAN bus. The manipulated variable U s1 can also activate the door lock for the seat assigned to the one door to a boarding an undesirable person to prevent the non-occupied seat. 1 The manipulated variable Us1 can also deactivate the triggering of a warning signal that the seat belt for seat 1 is not fastened, since this warning is superfluous and would only disrupt. The manipulated variable Us1 can also influence the effect of a belt tensioner.

Fig. 2 zeigt die Einrichtung gemäß Fig. 1, wobei jedoch der Sitz 1 nunmehr durch einen Fahrgast 9 belegt ist. Durch die wesentlich erhöhte Gewichtsbelastung des Sitzes 1 durch den Fahrgast 9 wird bei der beschriebenen Testverstellung des Sitzes 1 in der Auswerteinheit 7 ein wesentlich höherer Betriebsstrom Ib ermittelt. Daraus wird eine zweite Stellgröße Us2 erzeugt, die sich von der ersten Stellgröße Us1 unterscheidet und den belegten Zustand des Sitzes 1 anzeigt. Diese Stellgröße Us2 aktiviert nunmehr den Airbag 3 oder stellt entsprechend der jeweiligen Größe der ermittelten Belastung des Sitzes 1 unterschiedliche Stufen des Airbag 3 ein. Die Stellgröße Us2 kann jetzt die Türverriegelung für den Sitz 1 deaktivieren, damit der Fahrgast 9 im Bedarfsfall das Fahrzeug verlassen kann. Die Stellgröße Us2 kann zusammen mit einer weiteren Stellgröße, die den nicht geschlossenen Anschnallgurt anzeigt, zur Auslösung einer Warnanzeige dienen, daß der Fahrgast 9 sich nicht angeschnallt hat. Die Stellgröße Us2 kann auch einen sogenannten Gurtstraffer aktivieren oder entsprechend der Größe der ermittelten Gewichtsbelastung des Sitzes 1 einstellen. FIG. 2 shows the device according to FIG. 1, but the seat 1 is now occupied by a passenger 9 . Due to the significantly increased weight load of the seat 1 by the passenger 9 , a significantly higher operating current Ib is determined in the test adjustment of the seat 1 described in the evaluation unit 7 . A second manipulated variable Us2 is generated from this, which differs from the first manipulated variable Us1 and indicates the occupied state of the seat 1 . This manipulated variable Us2 now activates the airbag 3 or sets different levels of the airbag 3 in accordance with the respective size of the determined load on the seat 1 . The manipulated variable Us2 can now deactivate the door lock for seat 1 so that passenger 9 can leave the vehicle if necessary. The manipulated variable Us2, together with a further manipulated variable which indicates that the seat belt is not closed, can be used to trigger a warning display that the passenger 9 has not fastened his seat belt. The manipulated variable Us2 can also activate a so-called belt tensioner or adjust it according to the size of the determined weight load of the seat 1 .

Der in den Motor für die Sitzverstellung jeweils fließende Strom ist nur ein Maß für die Energie, die für die Sitzverstellung aufgewendet werden muß. Daher kann für die Ermittlung der Sitzbelegung grundsätzlich auch die Spannung, das Tastverhältnis, der Phasenwinkel oder ähnliches am Motor ausgewertet werden. Der Motor kann ein üblicher Gleichstrommotor sein. Stattdessen kann auch ein Schrittmotor verwendet werden, der durch eine Taktimpulsfolge gesteuert wird und bei jedem Taktimpuls um einen definierten Winkel weiterdreht. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Sitz
2 Rückenlehne
3 Airbag
4 Fahrzeugchassis
5 Elektromotorische Antriebseinheit
6 Motorsteuergerät
7 Auswerteinheit
8 Leitung
9 Fahrgast
Us1 Stellgröße
Us2 Stellgröße
The current flowing into the motor for the seat adjustment is only a measure of the energy that must be used for the seat adjustment. Therefore, in principle, the voltage, the duty cycle, the phase angle or the like on the motor can also be evaluated to determine the seat occupancy. The motor can be a common DC motor. Instead, a stepper motor can also be used, which is controlled by a clock pulse sequence and rotates by a defined angle with each clock pulse. REFERENCE SIGN LIST 1 seat
2 backrests
3 airbags
4 vehicle chassis
5 Electromotive drive unit
6 engine control unit
7 evaluation unit
8 line
9 passenger
Us1 manipulated variable
Us2 manipulated variable

Claims

1. Motor vehicle with a device for detecting a seat occupancy, in which certain functions of the vehicle are activated or deactivated by a manipulated variable (Us) obtained with a seat occupancy, and with a device operated by an electric motor for height and / or longitudinal adjustment of the seat, characterized in that the manipulated variable (Us) is derived from the operating current (Ib) absorbed by the motor ( 5 ) during the seat adjustment.

2. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the manipulated variable (Us) is derived from the size of the operating direct current (Ib) received by the motor ( 5 ).

3. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that with clocked operation of the motor ( 5 ), the manipulated variable (Us) is derived from the pulse duty factor of the operating current (Ib) received by the motor ( 5 ).

4. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the manipulated variable (Us) is a binary value that is just a seat occupancy or a nonexistent one Seat occupancy shows.

5. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that from the Operating current (Ib) different from the respective size of the operating current (Ib) dependent control variables (Us) are derived and for controlling various Intensity levels of a function of the motor vehicle serve.

6. Motor vehicle according to claim 5, characterized in that the different manipulated variables cause a setting of different ignition levels or the complete deactivation of the airbag ( 3 ) of the motor vehicle.

7. Motor vehicle according to claim 6, characterized in that the different manipulated variables (Us) cause a different tightening or pressing force of the seat belt on the body of the passenger ( 9 ) when the airbag is triggered.

8. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that a test adjustment of the seat ( 1 ) for generating the manipulated variable (Us) is triggered automatically upon detection of the start of driving or seat occupancy.

9. Motor vehicle according to claim 8, characterized in that the measure of Test adjustment is a few mm.

10. Motor vehicle according to claim 8, characterized in that the test adjustment is triggered by switching on the ignition, by a door contact or by a pressure sensor on the seat ( 1 ).

11. Motor vehicle according to claim 8, characterized in that several Test adjustments with increasingly finer scalings, measuring ranges or Sensitivities are carried out sequentially.

12. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the manipulated variable (Us) is also derived from the angle of inclination to which the backrest of the Seat is set by an engine.